本文關(guān)鍵詞：5000Hz級熱聲制冷樣機的研究與設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：熱聲制冷機無運動部件、結(jié)構(gòu)簡單、工作壽命長并且可以通過提高工作頻率來減小裝置尺寸,因此,作為一種新型的制冷裝置,熱聲制冷機在電子元器件的散熱方面具有廣泛的應(yīng)用前景。在國內(nèi),對于高頻的熱聲制冷機的研究還較為缺乏,本文將熱聲制冷機的工作頻率提高到5000Hz,進行了高頻熱聲制冷機的理論基礎(chǔ)、諧振管的聲腔模態(tài)、樣機內(nèi)流場、溫度場等研究工作以及樣機的研制和實驗的驗證：1.以線性熱聲理論為基礎(chǔ),從聲學(xué)、熱力學(xué)以及動力學(xué)角度研究了熱聲制冷機的工作原理,分析并總結(jié)高頻熱聲制冷機的研究難點。2.進行了半波長駐波型熱聲制冷機的結(jié)構(gòu)參數(shù)分析,利用無因次化的方法對板疊的長度和中心位置2個參數(shù)進行了數(shù)值優(yōu)化,從理論上提高了熱聲制冷機的制冷性能。3.對諧振管聲腔模態(tài)進行研究分析,確定該樣機的基頻為5012.57Hz,截止頻率為7308.55Hz。4.研究熱聲制冷機內(nèi)的流場、溫度場分布情況,結(jié)果表明,諧振管中壓力與速度的相位差始終維持在90。,聲功損耗主要集中在回熱器上,在板疊間隙中,由于氣體的粘滯性,造成靠近固體處的速度接近于零,氣體沿固體形成溫度梯度,溫降約為15K。5.組裝實驗樣機,進行樣機制冷性能的測試實驗,實驗結(jié)果表明,在工作頻率為5012.57Hz,平均氣壓為0.1MPa,平均室溫為15℃的工況下,該實驗得到的冷熱端最大溫差為3K,最大溫降為1.5K。
【關(guān)鍵詞】：熱聲制冷機 5000Hz 聲腔模態(tài) 流場、溫度場 樣機
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB651
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 微型熱聲制冷機的研究意義9
• 1.2 熱聲理論的研究進展9-11
• 1.3 熱聲制冷裝置的研究進展11-14
• 1.4 熱聲制冷裝置微型化的研究進展14-16
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容16-17
• 第二章 熱聲制冷機的理論基礎(chǔ)研究17-25
• 2.1 聲波特性17-18
• 2.2 熱力學(xué)模型18-19
• 2.3 線性熱聲理論19-22
• 2.3.1 基本熱聲方程19-21
• 2.3.2 聲功流21
• 2.3.3 總能流21-22
• 2.4 熱聲制冷機的工作原理22-23
• 2.5 高頻熱聲制冷機的難點分析23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第三章 高頻熱聲制冷機結(jié)構(gòu)參數(shù)分析與優(yōu)化設(shè)計25-32
• 3.1 熱聲制冷機總體設(shè)計方案25
• 3.2 熱聲制冷機的結(jié)構(gòu)參數(shù)分析25-28
• 3.2.1 運行工況參數(shù)25-27
• 3.2.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)27-28
• 3.3 板疊參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計28-30
• 3.4 本章小結(jié)30-32
• 第四章 駐波型熱聲制冷機聲腔模態(tài)計算與分析32-38
• 4.1 諧振管模型的建立32-33
• 4.2 諧振管中聲波截止頻率計算33-34
• 4.3 諧振管中氣體模態(tài)的計算34-37
• 4.3.1 模型的建立35
• 4.3.2 自由模態(tài)的計算35
• 4.3.3 計算結(jié)果分析35-36
• 4.3.4 結(jié)果對比分析36-37
• 4.4 本章小結(jié)37-38
• 第五章 熱聲制冷機流場、溫度場仿真38-46
• 5.1 諧振管中流場特性分析38-39
• 5.2 諧振管中流場仿真模擬39-43
• 5.2.1 利用DeltaE軟件的仿真計算39-41
• 5.2.2 利用Fluent軟件的仿真模擬41-43
• 5.3 板疊間隙氣體的流場、溫度場仿真模擬43-44
• 5.4 本章小結(jié)44-46
• 第六章 5000Hz熱聲制冷樣機的試制與實驗46-54
• 6.1 實驗樣機的試制46-50
• 6.1.1 聲驅(qū)動器的選擇47-48
• 6.1.2 回熱器的試制48
• 6.1.3 換熱器的試制48-49
• 6.1.4 諧振管的試制49-50
• 6.2 制冷性能實驗50-53
• 6.2.1 實驗平臺的搭建50-52
• 6.2.2 測試及結(jié)果分析52-53
• 6.3 本章小結(jié)53-54
• 第七章 總結(jié)和展望54-56
• 7.1 全文總結(jié)54-55
• 7.2 工作展望55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻57-59

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